[发明专利]一种柔性碳碳复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性碳碳复合材料的制备方法，属于碳碳复合材料领域。本发明以热固性树脂与碳纤维布作为原料，将热固性树脂经熔融冷却处理，制得热固性树脂胶膜；将所得热固性树脂胶膜铺覆于碳纤维布表面后，进行热压复合与固化操作，得到热固性树脂胶膜/碳纤维布复合材料；在惰性气氛下，所得热固性树脂胶膜/碳纤维布复合材料经碳化处理，得到柔性碳碳复合材料。本发明经过合理的制备步骤，将热固性树脂和碳纤维编织物热压复合后进行碳化，采用了工艺简单的制备方法，成功制得的柔性碳碳复合材料。该制备方法具有热处理时间短、无需使用高压热处理设备、生产效率高的优点，因此能够便于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及碳碳复合材料领域，尤其涉及一种柔性碳碳复合材料的制备方法。

背景技术

碳碳复合材料具有稳定的摩擦系数、耐磨损、耐高温、高导热、力学性能优异等特性，广泛应用于飞机刹车片、高性能跑车刹车片等机械摩擦领域与高温设备热场领域，但现有碳碳复合材料属刚性材料，无法满足摩擦等领域对柔性产品的需求，有文献提出通过气相沉积方法制备柔性碳碳复合摩擦材料，但此种方法生产效率低，无法简便的应用于规模化工业生产中。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种柔性碳碳复合材料的制备方法。该制备方法解决了现有碳碳复合材料产品刚性大、制备过程复杂且效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明公开了一种柔性碳碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备热固性树脂胶膜；将热固性树脂经熔融涂膜制成热固性树脂膜，将所得热固性树脂膜经冷却处理，制得热固性树脂胶膜；

步骤2，将所得热固性树脂胶膜铺覆于碳纤维布表面后，进行热压复合与固化操作，得到热固性树脂胶膜/碳纤维布复合材料；

步骤3，在惰性气氛下，所得热固性树脂胶膜/碳纤维布复合材料经碳化处理，得到柔性碳碳复合材料。

优选地，步骤1中，所述热固性树脂为高残炭率树脂。

进一步优选地，所述高残炭率树脂为聚酰亚胺、双马来酰亚胺、氰酸树脂、苯并噁嗪、酚醛树脂和环氧树脂中任一种或其改性树脂。

优选地，所述步骤1中，热固性树脂的熔融加热温度范围为60～110℃。

优选地，所述步骤1中，所得热固性树脂膜的面密度为6g/m²～300g/m²。

优选地，所述步骤2中，热压复合与固化操作具体包括：复合温度为60℃～110℃，复合时间为10min～30min，复合压力0.1MPa～0.3MPa，固化温度为130℃～260℃，固化时间10min～60min，固化压力0.3MPa～5MPa。

优选地，所述步骤2中，所述碳纤维布为聚丙烯腈基碳纤维无纬布或编织布、沥青基碳纤维无纬布或编织布、粘胶基碳纤维无纬布或编织布。

优选地，所述步骤2中，所述碳纤维布的捻数为0～200捻/m，面密度为20g/m²～1000g/m²。

优选地，步骤2)中，胶膜占胶膜和碳纤维布总重的重量比为5％～60％。

优选地，所述步骤3中，碳化处理的温度为600℃～2900℃，碳化处理的保温时间0～60min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：